[发明专利]燃气具火焰离子电流检测电路及其检测方法

权利要求书

1.一种燃气具火焰离子电流检测电路，包括MCU，MCU的IO口包括P0口、P1口、P2口、P3口且MCU具有定时/计数功能，其特征在于还包括定值电容C1、电阻R1、定值电阻R2、第一连接器（1）、第二连接器（2），定值电容C1的一端与P0口电联接，另一端同时与P1口、定值电阻R2的一端、第二连接器（2）电联接，定值电阻R2的另一端与P2口电联接，电阻R1一端与P3口电联接，另一端与第一连接器（1）电联接，第一连接器（1）的输出接口与火焰探针或燃烧器电联接，第二连接器（2）的输出接口与燃烧器或火焰探针电联接。

2.根据权利要求1所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的P0口、P1口、P2口、P3口均可设置为输入高电阻、输出低电平、输出高电平。

3.根据权利要求1所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的MCU通过内部定时/计数器或通用寄存器计数，计数时间小于1us。

4.根据权利要求1所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的定值电容C1为无极性电容，容量为100pF～1 uF。

5.根据权利要求1所述的燃气具火焰离子电流检测电路，其特征在于所述的定值电阻R2为高精度电阻，阻值为10KΩ～10MΩ。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述燃气具火焰离子电流检测电路的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）MCU初始化，设置定时/计数器为对内部时钟计数； 

（2）设置P0口、P1口输出低电平，定值电容C1放电，定时/计数器清零；

（3）设置P1口、P3口为输入高电阻状态，P2输出高电平，并同时启动定时/计数器计数，当定值电容C1充电电压达到高电平阈值Vth时，P1口为高电平，停止计数，得到定时/计数器值为Tr，并存储于指定的寄存器中，

Tr= -R2*C1*ln(1 - Vth/Vdd)   …… ①，

（4） 重复（2）；

（5）设置P1口、P2口为输入高电阻状态，P3口输出高电平，并同时启动定时/计数器计数，当定值电容C1充电电压达到高电平阈值Vth时，P1口为高电平，立刻停止计数，得到定时/计数器值为Tf，并存储于指定的寄存器中，

Tf= -Rf*C1*ln(1 - Vth/Vdd)   ……②，

其中Rf 为火焰正向等效内阻， 

比较①②式可以得到 Rf = R2*Tf/Tr    ……③；

（6）设置P0口输出低电平，P1口输出高电平，定值电容C1充电，定时/计数器清零；

（7）设置P1口、P3口为输入高电阻状态，P2口输出低电平，并同时启动定时/计数器计数，当C1放电电压达到低电平阈值Vtl时，P1为低电平，立刻停止计数，得到定时/计数器值为Tc，并存储于指定的寄存器中，

放电时间Tc = -R2*C1*ln(Vtl/Vdd)   ……④，

（8）重复（6）；

（9）设置P1口、P2口为输入高电阻状态，P3口输出低电平，并同时启动定时/计数器计数，当C1放电电压达到低电平阈值Vtl时，P1口为低电平，立刻停止计数，得到定时/计数器值为Tfc，并存储于指定的寄存器中，

放电时间: Tfc = - Ri2*C1*ln(Vtl/Vdd)   ……⑤，

其中Ri2 为火焰正向并联等效内阻，比较④⑤式可以得到

Ri2 = R2*Tfc/Tc  ……⑥；

（10）比较③⑥式可以得到：Ri1≈ Rf*Ri2/（Rf+Ri2），其中Ri1为火焰离子单向等效阻抗。